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So funktionieren die Knöllchen

Leguminosen gehen mit sortenspezifischen Knöllchenbakterien eine Symbiose ein. Über die Knöllchen sind die Leguminosen in der Lage, Luftstickstoff zu fixieren. Deshalb sind auch nur Leguminosen mit einem ausreichenden Knöllchenbesatz richtig leistungsfähig. Ab Juni kann kontrolliert werden, ob die Leguminosen ausreichend Knöllchen angesetzt haben.

Gemeinschaft zu beiderseitigem Nutzen

Knöllchenbakterien an Sojawurzeln. © K.-P. Wilbois

In der Luft ist Stickstoff in großen Mengen vorhanden. Molekularer Stickstoff (N2) stellt mit einem Anteil von 78% an der Luft ein großes Sticktoffreservoir dar. Allerdings können die meisten Pflanzen Stickstoff nur in mineralischer Form als Ammonium und vor allem Nitrat aufnehmen. Nur Leguminosen können in Symbiose mit Knöllchenbakterien, auch Rhizobien genannt, den molekularen Luftstickstoff fixieren.

Doch dazu müssen Knöllchenbakterien und Leguminosen zunächst zusammenfinden. Dies geschieht durch von den Leguminosenwurzeln abgegebenen Ausscheidungen. Über diese Stoffe erkennen die Bakterien die Pflanzenzellen und es findet eine „Infektion“ der Wurzelzelle statt. Die Bakterien vermehren sich in den Wurzeln und infizieren Nachbarzellen, die sich dann in Wurzelknöllchen umwandeln. Doch weshalb fördern die Leguminosen die Infektion und warum infizieren Knöllchenbakterien Leguminosen? Beide ziehen einen Nutzen aus dieser Symbiose: Ist die Pflanze infiziert, stellt sie den Knöllchenbakterien die Energie zur Verfügung, die diese benötigen um den Luftstickstoff zu fixieren. Der Stickstoff wiederum kommt der Pflanze in pflanzenverfügbarer Form als Nährstoff zu Gute.

Aktive Knöllchen erkennt man an ihrer tiefroten Färbung im Inneren. © K.-P. Wilbois

Um eine ausreichende Versorgung mit Rhizobien sicherzustellen sollten Kulturen wie z. B. Soja und Lupinen mit Knöllchenbakterien geimpft werden. Bei den heimischen Körnerleguminosen Ackerbohnen und Erbsen kommen die Bakterien natürlicherweise im Boden vor, hier ist in der Regel keine Impfung nötig. Bei Klee und insbesondere bei Luzerne wird eine Impfung zunehmend diskutiert. Für eine gut Etablierung der Knöllchen sollte auch beachtet werden, dass die Knöllchenbakterien auf verdichteten, flachgründigen und staunassen Böden nicht leistungsfähig sind. Daneben ist ein geringes Stickstoffniveau im Boden notwendig, damit viel Stickstoff fixiert wird anstatt ihn aus dem Boden aufzunehmen.

Ob die Pflanzen infiziert sind und wie gut die Knöllchenbildung erfolgt lässt sich mittels Spatenprobe feststellen. Die Wurzeln der Pflanzen müssen vollständig ausgegraben werden und von der Erde befreit werden. So lässt sich einfach feststellen ob und wie viele Knöllchen an den Wurzeln vorhanden sind. Gesunde, funktionsfähige Knöllchen erkennt man durch rote innere Färbung. Junge nachwachsende Knöllchen sind dagegen weiß gefärbt, alte absterbende Knöllchen olivgrün. Mit dieser Art der Bonitur lassen sich auch einfach Fraßschäden durch Blattrandkäferlavern erkennen. Aufgrund dieser Erhebung lässt sich auf die Leistungsfähigkeit der Bakterien, Pflanzen und somit des Bestandes schließen.

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Impressum

Autor: Ann-Kathrin Spiegel (FiBL Deutschland e.V.)

Durchsicht und Redaktion: Werner Vogt-Kaute (Naturland)

Quellenangabe bei Veröffentlichung

Ann-Kathrin Spiegel (FiBL Deutschland e.V.)

Beitrag entstanden im Rahmen des Projektes “Steigerung der Wertschöpfung ökologisch angebauter Marktfrüchte durch Optimierung des Managements der Bodenfruchtbarkeit". Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft.